CA2004761A1 - Installations automatiques de traitement thermique - Google Patents
Installations automatiques de traitement thermiqueInfo
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Abstract
Installation automatique automatisée de traitement de pièces, notammentpour l'industrie mécanique du type comportant des modules de traitement tels que notamment modules de préchauffage, modules de traitement thermochimique et modules de trempe, caractérisée en ce qu'elle est appliquée à des traitements de chauffage, maintien en température et refroidissement contrôlé, en vue de maintenir ou d'améliorer l'état de surface, la stabilité dimensionnelle et la structure métallurgique ainsi que les propriétés mécaniques des pièces traitées.
Description
Z~)0~7~
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La présente invention est relatlve ~ un système de traitement thermique de pièces de forme quelconque, de préférence des pibces pour l'industrie mecanique telles que ~otamment des piaces pour l'industrie automobile.
Le brevet françals 86 01 913 dépasé le 12 Février 1986 et publié sous le numero 2 5g4 102 par la présente tltulalre décrit une lnstallation de traitement thermochimique de pièces notamment pour l'industrie ~écanlque, qul est caractérlsée en ce qu'elle comporte un sas de transfert des pièces sous atmosphère contrôlée, une pluralité de modules de traitement de pleces tels que notamment modules de préchauffage, modules de traitement thermochimique, modules de trempe, tous ces modules étant connectés au sas de transfert, un sas de chargement, un sas de déchargement et un robot de manipulation des pieces disposé dans le sas de transfert pour assurer les transferts successifs des plèces à tralter aux diff~rents modules.
Le brevet françals 87 13 217 déposé le 24 Septembre 1987 par la présente titulaire decrit également une installation automatlque de tralte~ent thermochimique raplde d'une charge constituée de pieces destinées notamment à l'industrie ~écanique, qui comprend une plurallté
de modules de traitement tels que notamment module de préchauffage par inductlon, D dules de traitement thermochimique, module de trempe, un moyen pour efi~ectuer le chargement et le déchar~ement des pièces empilées en colcnne6 et un moyen de transfert desdites colonnes de pi2ces entre les différents modules de traitement.
L'expérience a ~ontré que le type d'installation ob~et des brevets mentionn~s cl~dessus peut ~tre appliqué à d'autres types de traltement que ceux décrits dans ces brevets.
On sait que la qualité des pruduits faisant l'obJet d'un traitement thermique doit répondre aux exigences suivantes :
- tenue d'un état de surface ,, .
.
:'. ' , . ' ,: , ' ' ' ' ',; ' ' ' ' '~ ' ':
; ~oo~7~
- maintien de la st~bilité dimen~lonnelle des pradults traités at - maintien ou amélloration ou restauratlon de la structure métallurgique et des propriétés mécanlques des produits traités.
En conséquence, la présente invention se propose d'appllquer les installations décrltes ci-dessus à des traitements de pièces notamment de pieces mécanlques, en vue de l'obtentlon des résultats mentionnés cl-dessus, ces traitements étant caract~ris~s par les op~ratians sulvantes : chauffage, malntien en température et refroldlssement contralé .
On comprend que pour obtenlr la qualité requlse des prodults traités flnalement obtenus, l'lnvention se propose d'envlsager plusleurs types de traltement sur les lnstallatlons décrites dans les brevets mentionnés ci-dessus.
1) Traltement en vue du maintien et de l'ambliaration de l'état de surface des piaces ;
Ce traitement peut comporter un dégaza~e. En effet, memR si la surface - - --- du produit est exempte de dépots, elle peut contenir des espbces gazeuses adsorbées et par él~vation de la température, mlse saus vide et malntlen sous vlde penda~t un temps suffisant, 11 est passlble de rédulre de façon lmpartante la teneur de ces espèces gazeuses dans le pradult flnalement obtenu ;
On peut également réaliser un dégraissage qul peut être opéré par l'intermédlaire d'un chauffage rapide sous un courant gazeux d'hydrogane et de vapeur d'eau.
E~fin, an peut également contribuer à l'a~élloration da l'état de surface des pièces par une réductian des oxydes superficiels, réalisée par un chauffage SOU8 courant d'hydrogène ou une restauratian de carbone de pi~ces décarburées superflclellement, opérée par chauffage sous coura~ts de gaz tels que Cn~n ou CnHnOn.Blen entendu, Ies traltements concernant la tenue d'état de surface des pièces traitées '~:'' . ~' : `, , :, . ., , ' : ." ' ',, " ,,1. ,, , ",~; " ~ , , , ~ , 7~;1 peuvent comparter d'autres opératlons telles que nstamm~nt bleulssaze et~.
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La présente invention est relatlve ~ un système de traitement thermique de pièces de forme quelconque, de préférence des pibces pour l'industrie mecanique telles que ~otamment des piaces pour l'industrie automobile.
Le brevet françals 86 01 913 dépasé le 12 Février 1986 et publié sous le numero 2 5g4 102 par la présente tltulalre décrit une lnstallation de traitement thermochimique de pièces notamment pour l'industrie ~écanlque, qul est caractérlsée en ce qu'elle comporte un sas de transfert des pièces sous atmosphère contrôlée, une pluralité de modules de traitement de pleces tels que notamment modules de préchauffage, modules de traitement thermochimique, modules de trempe, tous ces modules étant connectés au sas de transfert, un sas de chargement, un sas de déchargement et un robot de manipulation des pieces disposé dans le sas de transfert pour assurer les transferts successifs des plèces à tralter aux diff~rents modules.
Le brevet françals 87 13 217 déposé le 24 Septembre 1987 par la présente titulaire decrit également une installation automatlque de tralte~ent thermochimique raplde d'une charge constituée de pieces destinées notamment à l'industrie ~écanique, qui comprend une plurallté
de modules de traitement tels que notamment module de préchauffage par inductlon, D dules de traitement thermochimique, module de trempe, un moyen pour efi~ectuer le chargement et le déchar~ement des pièces empilées en colcnne6 et un moyen de transfert desdites colonnes de pi2ces entre les différents modules de traitement.
L'expérience a ~ontré que le type d'installation ob~et des brevets mentionn~s cl~dessus peut ~tre appliqué à d'autres types de traltement que ceux décrits dans ces brevets.
On sait que la qualité des pruduits faisant l'obJet d'un traitement thermique doit répondre aux exigences suivantes :
- tenue d'un état de surface ,, .
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- maintien de la st~bilité dimen~lonnelle des pradults traités at - maintien ou amélloration ou restauratlon de la structure métallurgique et des propriétés mécanlques des produits traités.
En conséquence, la présente invention se propose d'appllquer les installations décrltes ci-dessus à des traitements de pièces notamment de pieces mécanlques, en vue de l'obtentlon des résultats mentionnés cl-dessus, ces traitements étant caract~ris~s par les op~ratians sulvantes : chauffage, malntien en température et refroldlssement contralé .
On comprend que pour obtenlr la qualité requlse des prodults traités flnalement obtenus, l'lnvention se propose d'envlsager plusleurs types de traltement sur les lnstallatlons décrites dans les brevets mentionnés ci-dessus.
1) Traltement en vue du maintien et de l'ambliaration de l'état de surface des piaces ;
Ce traitement peut comporter un dégaza~e. En effet, memR si la surface - - --- du produit est exempte de dépots, elle peut contenir des espbces gazeuses adsorbées et par él~vation de la température, mlse saus vide et malntlen sous vlde penda~t un temps suffisant, 11 est passlble de rédulre de façon lmpartante la teneur de ces espèces gazeuses dans le pradult flnalement obtenu ;
On peut également réaliser un dégraissage qul peut être opéré par l'intermédlaire d'un chauffage rapide sous un courant gazeux d'hydrogane et de vapeur d'eau.
E~fin, an peut également contribuer à l'a~élloration da l'état de surface des pièces par une réductian des oxydes superficiels, réalisée par un chauffage SOU8 courant d'hydrogène ou une restauratian de carbone de pi~ces décarburées superflclellement, opérée par chauffage sous coura~ts de gaz tels que Cn~n ou CnHnOn.Blen entendu, Ies traltements concernant la tenue d'état de surface des pièces traitées '~:'' . ~' : `, , :, . ., , ' : ." ' ',, " ,,1. ,, , ",~; " ~ , , , ~ , 7~;1 peuvent comparter d'autres opératlons telles que nstamm~nt bleulssaze et~.
2) Traitement en vue du malntien de la stabilit~ dimenslonnelle des pl~ces traitées.
On sait que les déformatlons des piaces lors du traitement thermique constituent un souci constant pour le producteur. L'orlglne de ces déformations résulte de trois causes ma~eures :
- Les hétérog~néités de matières (ségrégation, etc ) - Les contraintes générées pendant le formage et l'uslnage - Les h~téro~énéités dues au traitement.
L'invention se propose donc de réallser des opérations permettant d'évlter ces inconvénlents pour conserver la stabillté dimensionnelle des plèces traltées. Ces traitements peuvent etre les suivants :
- recuit d'homogénéisation à une température inférieure à la température à laquelle la ferrlte achave de se tra~sformer en austéaite au cours du chauffage, et maintien ~ cette température - recuit de dé~tente réallsé par maintien à une température de l'ordre de 650 C pendant une duree d'une heure - recuit de relaxation réalisé par chaufi'age à une température de l'ordre de 100 à 200 C avec maintien à cette température puis refroidissement lent et - recult de stabilisation effectué par chauffage à une température à laquelle l'austénite comoence à se former, par exemple a s e~viron 200 C, ce chauf~age ~tant suivi d'un refroidisseme~t rapide.
On sait que les déformatlons des piaces lors du traitement thermique constituent un souci constant pour le producteur. L'orlglne de ces déformations résulte de trois causes ma~eures :
- Les hétérog~néités de matières (ségrégation, etc ) - Les contraintes générées pendant le formage et l'uslnage - Les h~téro~énéités dues au traitement.
L'invention se propose donc de réallser des opérations permettant d'évlter ces inconvénlents pour conserver la stabillté dimensionnelle des plèces traltées. Ces traitements peuvent etre les suivants :
- recuit d'homogénéisation à une température inférieure à la température à laquelle la ferrlte achave de se tra~sformer en austéaite au cours du chauffage, et maintien ~ cette température - recuit de dé~tente réallsé par maintien à une température de l'ordre de 650 C pendant une duree d'une heure - recuit de relaxation réalisé par chaufi'age à une température de l'ordre de 100 à 200 C avec maintien à cette température puis refroidissement lent et - recult de stabilisation effectué par chauffage à une température à laquelle l'austénite comoence à se former, par exemple a s e~viron 200 C, ce chauf~age ~tant suivi d'un refroidisseme~t rapide.
3) Traltement en vue de la canservation de la structure métallurgique et des propriétks m~caniques des pibces traitées ;
Ce traitement comporte essentiellement un recuit dradoucissement.
- ~ , . ~ . . . . .. . . .. .. ...
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3f~
Ce traitement comporte essentiellement un recuit dradoucissement.
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4--Ccmme on l'a pr~cisé cl-dessus, les différenta types de 'raltement qui vlennent d'~tre mentionn~s pour maintenlr la quallté des pradults devant falre ou ayant falt l'obJet d'un traltement thermique comportent essentlellement trols types d'opération : chauffage, maintlen en température et refroidlssement controlé, qul, selon l'invention, sont effectués sur une lnstallatlon du t;ype décrlt dans les demandes de brevet cltées cl-dessus.
Les chauffa~es nécessalres aux recults ou revenus peuvent être opérés dans les chambres de chauffage par lnductlon prévues dans ces lnstallatlons ou dans une ou des chambres de traitement dans le cas de cycles de températures partlcullers.
Le malntlen à température peut ~tre exécuté en fonctio~ des cycles concernés, solt :
- dans la chambre de chauffage par lnductlon - dans les chambres de traltement thermochimiaue sl le malntien a lleu à une température ~ laquelle la ferrlte est transformée en austénlte au cours du chauffa~e - dans des chambres à température adaptée, lorsque le mal~tlen à
te~pérature a lleu à une température dlfférente de celle lndlquée cl-dessus Le refroldlssement peut être opéré solt dans la chambre de trempe, solt par convectlon, par rayonnement seul ou ~ l'alde d'un ~az neutre à
température convenable ou par tout autre Dyen approprlé.
Lorsque le traltement e6t prélimlnalre nu cons~cutif au traltement thermochimlque, 11 peut etre effectué directement et automatiquement dans l'lnstallatlon sans qu'll solt nécessalre de proc~der à une sortie des plèces de celle-ci.
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~. ' . ~' . ~ . ,' " ' ' . .. ; , . '. ' ' ' , . . , ' , . ., ', ' 20047~;~
Blen entendu, et selon l'inventlon, l'ensemble des traltements est effectu~ de façon automatique a l'aide d'un logiclel approprié, 1'automate ainsi programme g~rant les cycles sulvants :
- la circulation des charges dans la m~china, en fonction des diff~rents cycles envisagés ;
- les indexatlons adéquates :
puissa~ce, temps en chauffage par inductlon ;
Y température en malntien ~ modulation en refroidissement Il r~sulte de la descriptlon qui précade que l'.inve~tlon permet de réaliser slmultané~ent à l'aide d'une m~me lnstallation et de façon alternatlve des traitements de cémentation (température et atmosphère apprapriées), recuit et/ou dégralssage-dégaza6e, le systame de gestlon de l'lnstallation gérant de deux ou plusieurs cycles différents.
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux e~emples de mlse en oeuvre décrlts ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes.
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Les chauffa~es nécessalres aux recults ou revenus peuvent être opérés dans les chambres de chauffage par lnductlon prévues dans ces lnstallatlons ou dans une ou des chambres de traitement dans le cas de cycles de températures partlcullers.
Le malntlen à température peut ~tre exécuté en fonctio~ des cycles concernés, solt :
- dans la chambre de chauffage par lnductlon - dans les chambres de traltement thermochimiaue sl le malntien a lleu à une température ~ laquelle la ferrlte est transformée en austénlte au cours du chauffa~e - dans des chambres à température adaptée, lorsque le mal~tlen à
te~pérature a lleu à une température dlfférente de celle lndlquée cl-dessus Le refroldlssement peut être opéré solt dans la chambre de trempe, solt par convectlon, par rayonnement seul ou ~ l'alde d'un ~az neutre à
température convenable ou par tout autre Dyen approprlé.
Lorsque le traltement e6t prélimlnalre nu cons~cutif au traltement thermochimlque, 11 peut etre effectué directement et automatiquement dans l'lnstallatlon sans qu'll solt nécessalre de proc~der à une sortie des plèces de celle-ci.
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Blen entendu, et selon l'inventlon, l'ensemble des traltements est effectu~ de façon automatique a l'aide d'un logiclel approprié, 1'automate ainsi programme g~rant les cycles sulvants :
- la circulation des charges dans la m~china, en fonction des diff~rents cycles envisagés ;
- les indexatlons adéquates :
puissa~ce, temps en chauffage par inductlon ;
Y température en malntien ~ modulation en refroidissement Il r~sulte de la descriptlon qui précade que l'.inve~tlon permet de réaliser slmultané~ent à l'aide d'une m~me lnstallation et de façon alternatlve des traitements de cémentation (température et atmosphère apprapriées), recuit et/ou dégralssage-dégaza6e, le systame de gestlon de l'lnstallation gérant de deux ou plusieurs cycles différents.
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux e~emples de mlse en oeuvre décrlts ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes.
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Claims (12)
1- Installation automatique automatisée de traitement de pièces, notamment pour 1' industrie mécanique du type comportant des modules de traitement tels que notamment modules de préchauffage, modules de traitement thermochimique et modules de trempe, caractérisée en ce qu'elle est appliquée à des traitements de chauffage, maintien en température et refroidissement contrôlé, en vue de maintenir ou d'améliorer l'état de surface, la stabilité dimensionnelle et la structure métallurgique ainsi que les propriétés mécaniques des places traitées.
2- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue d'en améliorer l'état de surface, caractérisée en ce que ce traitement comporte un dégazage réalisé par élévation de température et mise sous vide pendant un temps désiré.
3- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue d'en améliorer l'état de surface, caractérisée en ce que ce traitement comporte un dégraissage opéré par chauffage rapide sous courant gazeux d'hydrogène et de vapeur d'eau.
4- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue d'en améliorer l'état de surface, caractérisée en ce que ce traitement comporte une réduction des oxydes superficiels opérée par chauffage sous courant d'hydrogène, ou une restauration de carbone de pièces décarburées superficiellement opérée par chauffage sous courants de gaz tels que Cn Hn ou Cn Hn On.
5- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue de maintenir leur stabilité dimensionnelle, caractérisée en ce que ce traitement comporte un recuit d'homogénéisation opéré à
une température à laquelle la ferrite est transformée en austénite au cours du chauffage et maintien à cette température.
une température à laquelle la ferrite est transformée en austénite au cours du chauffage et maintien à cette température.
6- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue de maintenir leur stabilité dimensionnelle, caractérisée en ca que ce traitement comporte un recuit de détente opéré par un maintien à une température de l'ordre de 650°C pendant une heure.
7- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue de maintenir leur stabilité dimensionnelle, caractérisée en ce que ce traitement comporte un recuit de relaxation opéré par chauffage à une température de l'ordre de 100 à 200°C avec maintien et refroidissement lent.
8- Installation selon la revendication 1, appliquée au traitement des pièces en vue de maintenir leur stabilité dimensionnelle, caractérisée en ce que ce traitement comporte un recuit de stabilisation réalisé par un chauffage à une température inférieure à la température à laquelle l'austénite commence à se former au cours du chauffage et un refroidissement rapide.
9- Installation selon la revendication 1 appliquée au traitement des pièces en vue du maintien de leur structure métallurgique et de leurs propriétés mécaniques, caractérisée en ce que ce traitement consiste en un recuit d'adoucissement.
10- Installation selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisée en ce que les chauffages nécessaires aux opérations de recuit et de revenu sont opérées dans les chambres de chauffage par induction de l'installation.
11- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le maintien à température est réalisé en fonction des cycles concernés, soit dans la chambre de chauffage par induction, soit dans les chambres de traitement thermochimiques lorsque le maintien a lieu à une température supérieure à celle à laquelle la phase alpha achève de se transformer en austénite au cours du chauffage, soit dans des chambres à température adaptée, si ce maintien température a lieu à une température différente.
12- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le refroidissement est opéré dans la chambre de trempe, soit par convection, par rayonnement seul ou à l'aide d'un gaz neutre à température appropriée.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR8817245A FR2640999A1 (fr) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | |
| FR8817245 | 1988-12-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| FR2583774B1 (fr) * | 1985-06-25 | 1992-08-14 | Stein Heurtey | Installation de traitements thermochimiques a temperatures et atmospheres differentes, notamment pour l'industrie automobile |
| FR2594102B1 (fr) * | 1986-02-12 | 1991-04-19 | Stein Heurtey | Installation flexible automatisee de traitement thermochimique rapide |
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- 1989-12-06 CA CA002004761A patent/CA2004761A1/fr not_active Abandoned
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- 1989-12-22 WO PCT/FR1989/000675 patent/WO1990007583A1/fr unknown
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- 1989-12-22 DD DD89336256A patent/DD290665A5/de not_active IP Right Cessation
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- 1989-12-26 CN CN89109569A patent/CN1043958A/zh active Pending
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- 1991-09-27 GR GR90300153T patent/GR900300153T1/el unknown
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Dead |